豌豆蛋白酶解加工工艺优化及其生物活性研究

豌豆是重要的豆类栽培作物,蛋白质含量较高,是植物蛋白的主要来源之一,但目前大部分豌豆用于制作淀粉,副产物中的豌豆蛋白提取率较低,常常被用于制作饲料或作为生产废料,使得大量豌豆资源被浪费。该研究基于此,通过单因素试验和正交试验对豌豆蛋白酶解工艺进行研究和优化,结果表明,豌豆蛋白最佳酶解工艺为物料含水量30%、温度70℃、模具孔径8 mm和螺杆转速190 r/min,此时豌豆蛋白水解度为38.58%。另外,研究豌豆蛋白酶解后得到的水解物的生物活性功效,发现其具有明显的抗疲劳功效。

豌豆蛋白发酵乳的工艺优化及产品特性研究

为满足消费者优质蛋白摄入多样化的需求,本研究以豌豆蛋白为原料开发出了一种植物乳发酵制品。通过试验确定了发酵时间和发酵剂最适接种量;分析了在一定范围内豌豆蛋白粉、豌豆淀粉和绵白糖的添加量与感官品质的关系,并通过正交试验确定了三者的最优添加量。结果表明,发酵时间4 h、发酵剂接种量10%时发酵效果最佳;在此基础上,100 g纯净水中加入6%的豌豆蛋白粉、1%的豌豆淀粉和10%的绵白糖,所得制品感官评分最高。该制品的主要物性指标如下:亮度(L*)为74.74±0.02、硬度为124.45±0.30 g、粘性为233.11±7.27 g·s、持水力为92.13%。制品属非牛顿流体且显弹性,与传统酸奶相比,制品表面微观结构更致密、孔隙更多且更小。因此,本研究为开发新的植物基酸奶并进一步拓宽植物原料在酸奶应用及生产提供技术支持。

豌豆蛋白酶解-美拉德反应产物的制备及其提升低钠植物肉风味及储藏稳定性的研究

该文探究了豌豆蛋白酶解-美拉德反应产物(Maillard Reaction Products Derived From Pea Protein Enzymatic Hydrolysate,PPIHM)对低钠植物肉品质的影响。以豌豆蛋白为原料,通过蛋白酶水解结合谷氨酰胺转氨酶(Glutamine Transaminase,TG酶)交联,添加质量分数为3.0%谷胱甘肽和1.0%还原糖(木糖:核糖=1:3)进行美拉德反应制备PPIHM,并证明PPIHM的良好烤肉香气,鲜味及抗氧化能力。进一步添加不同质量分数(1%,3%,5%)的PPIHM于低钠植物肉中,系统研究发现添加PPIHM在保持植物肉自身刚性和稳定性的前提下,能显著提升植物肉的肉香感知强度,延缓植物肉中油脂和蛋白的氧化。其中,感官品评人员对3%PPIHM植物肉组的喜好度和接受度最高,5%PPIHM植物肉组抗氧化和贮藏稳定性效果最好,在第12天时,POV值仅为0.0097 g/100 g。研究结果表明添加PPIHM是改善低钠植物肉风味,提高其储藏性能的一种有效途径。该研究为深入探究PPIHM作为天然反应型风味补偿剂在低钠植物肉中的应用提供了理论基础和方法指导。

pH对豌豆蛋白-高酯果胶复合物理化和结构特性的影响

以豌豆蛋白(pea protein,PP)和高脂果胶(high methoxyl pectin,HMP)为原料,制备不同pH值的豌豆蛋白-高脂果胶复合物,研究pH对复合物浊度、粒径、电位、乳化活性和稳定性的影响,同时通过荧光光谱、傅里叶红外光谱以及透射电子显微镜对复合物进行了结构表征。结果表明,pH 3.0、6.0和8.0时复合体系分别以不溶性复合物、可溶性复合物和共溶状态存在。与pH 3.0和8.0相比,PP-HMP复合物在pH 6.0时Zeta-电位绝对值、乳化活性和稳定性较高,放置24 d未发生分层现象。傅里叶红外光谱和荧光光谱结果表明,PP和HMP在pH 6.0条件下通过疏水相互作用和氢键相互结合,并且与单独PP相比,PP-HMP复合物的β-转角和α-螺旋相对含量增大,色氨酸残基的暴露程度降低,结构更加有序紧密。透射电镜结果显示,相较于pH 3.0和8.0,PP-HMP复合物在pH 6.0下会呈现尺度分散均匀且形态更加规则有序的结构,适合乳液的制备。研究结果为拓宽PP-HMP复合物在食品中的应用提供参考。

豌豆蛋白基3D打印植物肉体系的构建及其打印品质影响机制

为构建合适的豌豆蛋白基食品3D打印植物肉体系,通过单因素和正交试验探究豌豆膳食纤维、面筋蛋白、结冷胶和谷氨酰胺转氨酶的添加对打印体系3D打印性能和产品品质的影响及其作用机理。结果表明:打印物料的3D打印性能、质构特性及产品特性随着各组分的添加量变化而发生显著变化;通过正交试验得到最佳配比,当豌豆膳食纤维质量分数为0.45%、豌豆蛋白与面筋蛋白质量比为5∶1、结冷胶质量分数为0.4%、谷氨酰胺转氨酶添加量为1.2 U/g时,打印物料具有最佳的3D打印性能,打印精度提高了27.80%,且样品熟化后硬度为3612.13 g、咀嚼度为1540.27 g·mm,质构特性均优于单因素试验组;红外光谱和分子间作用力结果显示各组分的添加显著增强了体系中的氢键、二硫键和疏水相互作用。将正交优化样品与3种市售人造肉样品进行对比,其在质构特性、蒸煮损失及持水性方面存在显著优势,这与3D打印形成的结构及各组分的相互作用有关。本研究可为豌豆蛋白在3D打印及植物肉等高值化应用方面提供一定的理论指导和应用依据,对食品3D打印在植物肉领域的发展具有一定的现实意义。

豌豆蛋白乳液的模拟口腔摩擦学特性

食品乳液在口腔加工过程中的脂肪感知属性主要来自于其乳液液滴与口腔软表面及唾液之间的复杂相互作用,乳滴在舌头表面的黏附、润湿、铺展等一系列界面行为影响乳液在口腔中的摩擦特性和润滑作用。采用高压微射流处理后的豌豆分离蛋白(pea protein isolate,PPI)作为乳化剂制备具有不同油滴粒径的水包油(O/W)乳液,研究油滴粒径变化及施加法向载荷、唾液添加等对PPI稳定的O/W乳液摩擦学特性的影响。结果表明:随着施加法向荷载的增大(0.5~2.0 N),乳液的摩擦系数明显下降,同时,随着乳液粒径的减小,更多乳滴会夹带到接触面之间,从而导致乳液摩擦系数下降(10%~30%),边界层区范围减小15%~20%,能在较低的滑动速率下实现润滑;在模拟口腔加工过程中,唾液的添加会使乳滴发生絮凝,粒径增大,不易夹带到接触面之间,进而导致PPI乳液摩擦系数增大。本研究可为调控豌豆蛋白乳液的口腔质构感官特性及产品研发提供一定技术支持。

超声对豌豆蛋白-高酯果胶复合颗粒理化和结构特性的影响

采用超声制备豌豆蛋白-高酯果胶(PP-HMP)复合颗粒,研究超声作用下PP-HMP复合颗粒理化特性的变化规律,同时采用傅里叶红外光谱(FTIR)、内源荧光光谱和透射电子显微镜(TEM)对复合颗粒结构进行表征。结果表明,超声条件为10 min、5.43 W/cm^(3)、15℃时,超声制备豌豆蛋白-高酯果胶(PP-HMP-US)复合颗粒的乳化活性和稳定性较高;与PP-HMP相比,PP-HMP-US浊度显著降低(P<0.05),粒径以及多分散性指数(PDI)分别从1453.26 nm和0.34降低到541.44 nm和0.27。FTIR和内源荧光光谱分析结果显示,加入HMP后,PP-HMP复合颗粒的β-转角和α-螺旋相对含量从13.67%和19.89%分别增加至33.85%和26.61%,HMP的添加可抑制PP的聚集,使其形成更紧密的三级构象;适当的超声处理可使PP的β-折叠展开形成α-螺旋,促进其与HMP分子的结合,降低色氨酸残基的暴露程度。TEM结果表明,超声可使HMP嵌入PP球状结构中,获得形态更加规则有序的PP-HMP-US复合颗粒。研究结果为豌豆蛋白在食品加工中的应用提供理论参考。

预凝胶化对豌豆蛋白-海藻酸钠复合凝胶3D打印及体外释放性能的影响

以海藻酸钠(SA)和豌豆蛋白(PPI)为原料,探究了预凝胶化时间对SA-PPI复合凝胶的流变特性、3D可打印性能、可吞咽性能的影响和3D打印产品对姜黄素(Cur)的缓释能力。结果表明,调节预凝胶化时间能改善复合凝胶的流变学特性、3D可打印性能和可吞咽性,提高其对Cur的包封效率和缓释能力。预凝胶化22 min的SA-PPI复合凝胶(SA-PPI22)具有适宜的黏度和触变恢复性,有助于复合凝胶在3D打印过程中的挤出和形状的维持。SA-PPI22的3D打印图形表面光滑,具有最好的自支撑能力和可吞咽性能,符合5级细馅型食物标准。SA-PPI22能延缓Cur的体外释放速率。有助于拓展水凝胶在3D打印领域的应用,为SA-PPI复合凝胶在吞咽困难食品的开发提供理论支撑。

超声强化豌豆蛋白-高酯果胶复合物乳液稳定性研究

【目的】探讨超声对豌豆蛋白-高酯果胶复合物乳液稳定性的影响,为豌豆蛋白的开发利用提供参考。【方法】以豌豆蛋白(pea protein,PP)、高酯果胶(high methoxyl pectin,HMP)、超声豌豆蛋白(PP-US)和超声高酯果胶(HMP-US)制备的乳液为对照,比较豌豆蛋白-高酯果胶复合物(PP-HMP)和超声豌豆蛋白-高酯果胶复合物(PP-HMP-US)制备的乳液在储藏过程中粒径、Zeta-电位、微观结构、表观黏度和乳析指数的变化,结合复合物的油-水界面行为,阐明PP-HMP-US复合物的界面行为与其乳液稳定性的关系。【结果】与豌豆蛋白(PP)和超声豌豆蛋白(PP-US)乳液相比,豌豆蛋白-高酯果胶复合物(PP-HMP)和超声豌豆蛋白-高酯果胶复合物(PP-HMP-US)乳液的粒径和剪切稀化程度较小,Zeta-电位绝对值较大,储藏过程中液滴分布均匀且未出现乳析现象。与豌豆蛋白-高酯果胶复合物(PP-HMP)乳液相比,超声豌豆蛋白-高酯果胶复合物(PP-HMP-US)乳液的粒径和表观黏度进一步减小,储藏过程中乳液更为稳定。油-水界面行为研究结果表明,超声可以促进豌豆蛋白与高酯果胶结合,减小豌豆蛋白-高酯果胶复合物(PP-HMP)的接触角,且降低复合物界面张力的能力显著提高,更有利于PP-HMP-US乳液的稳定。【结论】超声可以减小豌豆蛋白-高酯果胶复合物(PP-HMP)的接触角,改善其油-水界面行为及乳液的理化特性,进而提高PP-HMP-US乳液的稳定性。

不同胆碱类离子液体对豌豆蛋白功能特性的影响

豌豆蛋白水溶性、起泡性能等功能性相对较差,限制其在食品工业的深加工与开发。该文利用生物相容性好的绿色溶剂胆碱类离子液体改善豌豆蛋白溶解性,研究豌豆蛋白在浓度均为56.00%的氯化胆碱([Ch][Cl])、乙酸胆碱([Ch][Ac])、乳酸胆碱([Ch][La])、磷酸胆碱([Ch][Ph])、柠檬酸胆碱([Ch][Ci])5种溶液中功能特性的变化。结果表明:除[Ch][Ci]外,其余4种离子液体可以显著提升豌豆蛋白的溶解性(p<0.05)。[Ch][Ph]的作用效果最好,可使豌豆蛋白在水中的溶解度由4.50%提高至12.70%,泡沫稳定性达到600.00%。这与离子液体黏度大(34 mPa·s),促进豌豆蛋白α⁃螺旋与β⁃折叠结构减少从而诱导豌豆蛋白去折叠,以及破坏疏水作用力与蛋白分子链间氢键有关。综上,胆碱类离子液体是一种能够提高豌豆蛋白溶解性和泡沫稳定性的良好溶剂。

基于酪氨酸酶交联的豌豆蛋白-绿原酸-壳聚糖复合膜的构建及相关品质分析

以豌豆蛋白(pea protein,PP)为成膜基质,壳聚糖(chitosan,CS)为改善成膜性材料,绿原酸(chlorogenic acid,CA)为功能性成分,酪氨酸酶(tyrosinase,Tyr)为PP、CS和CA的交联剂,以甘油为增塑剂制备PP-CA-CS复合膜,测定PP-CA-CS复合膜物理指标以及微观结构表征,旨在探究PP与CS比例、CA添加量与Tyr添加量对PP-CA-CS复合膜结构及性能的影响,研究其组分间的作用机制。结果表明,添加CA后PP-CA-CS复合膜抗氧化性和机械性能有显著提高,并且在Tyr催化条件下,CA可与PP和CS进行共价交联,随着CA和Tyr的添加,交联度和力学性能得到进一步改善。当PP与CS比例为1∶1、CA添加量为20 mmol/L、Tyr添加量为18 U/mL时,PP-CACS复合膜的机械性能、抗氧化性能、水蒸气阻隔性能表现最优。此时膜的抗拉强度为130.78 MPa,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率为69.05%,改善后的PP-CA-CS复合膜与空白膜相比,机械性能增强了2.6倍,抗氧化性能提高了2.2倍,水蒸气透过率降低了8%。扫描电子显微镜测定结果表明,PP-CA-CS复合膜具有光滑、致密性好的特点,从而具有较优的水蒸气阻隔性能,并且通过红外光谱的分析,在成膜过程中没有产生新的官能团。本研究为新型食品包装领域开拓了新的研究思路,为可食用膜的开发提供了数据支持和理论支撑。

海藻酸钠及复合磷酸盐对组织化豌豆蛋白品质的影响

为改善豌豆蛋白模拟肉制品的品质,以豌豆蛋白(PPI)为原料,添加海藻酸钠(SA)、复合磷酸盐(CP),使用带有冷却模具的双螺杆挤压机,在不同温度下制备高湿组织化豌豆蛋白(EPPI),探究组织化产品的复水性、持油性、氮溶解指数、质构特性、色差、感官、微观结构等指标,评价其品质。结果表明,加入0.1%SA的组织化产品的复水性提高了44.15%,加入0.3%SA的挤出物样品的NSI(5.10)、组织化度(1.793)及感官评分(7.85)达到最大值。SA和CP的加入,使豌豆蛋白产品色泽加深。CP使得组织化蛋白产品复水率下降21.86%,且对弹性影响不显著。蛋白质在挤压机筒内发生变性,分子链展开的同时,疏水基团暴露,增强了蛋白质与油之间的相互作用,导致持油性增加19.39%。加入0.3%的CP后蛋白产品的组织化度达到最大值1.806,扫描电镜观察发现产品具有较明显的纤维结构。结论:添加适当含量的海藻酸钠(0.3%)及复合磷酸盐(0.3%),可改善组织化豌豆蛋白的品质特性。

响应面法优化豌豆蛋白植物肉配方及其体外消化分析

随着人们对健康饮食和环境保护意识的增强,植物肉产品在国内外得到迅速发展。本研究旨在探究豌豆组织蛋白与谷朊粉之比、红薯淀粉、菜籽油、红曲红添加量对植物肉感官评分、质构特性咀嚼性的影响。在单因素实验基础上,采用Box-Behnken响应面试验、质构分析对植物肉配方进行优化,并对最优配方进行理化指标测定和体外消化试验。结果表明,豌豆组织蛋白与谷朊粉之比为7:3(g/g)、红薯淀粉添加量6%、菜籽油添加量10%、红曲红添加量0.03%时最佳,此时得到感官综合评分为88.31分,质构分析咀嚼性为3.131;最优配方得到的植物肉蛋白质含量为15.70%、脂肪含量为2.33%、水分含量为57.79%;经质构分析,植物肉与猪肉里脊、牛肉、鸡肉除弹性外,硬度、粘结性、咀嚼性存在显著性差异(P<0.05);体外消化分析结果显示,植物肉的蛋白质体外消化率为80.83%,牛肉蛋白质消化率为87.50%,两者差异性较小,说明植物肉具有较好的消化能力。以豌豆组织蛋白为原料的植物肉为进一步深入开发应用及其他相关产业提供了参考资料。

pH驱动法制备豌豆蛋白-姜黄素纳米颗粒及其结构表征

姜黄素的水溶性较差且不稳定性,阻碍了其广泛应用。以植物蛋白为姜黄素的输送载体,可以有效提高其溶解性和稳定性。采用pH驱动法,利用豌豆蛋白(PPI)实现姜黄素的纳米包封,通过单因素实验考察pH组合、姜黄素质量浓度和豌豆蛋白质量浓度对豌豆蛋白-姜黄素纳米颗粒装载率的影响。以装载效率、负载量为指标,通过响应面法试验优化PPI-Cur纳米颗粒的制备工艺,得到PPI-Cur纳米颗粒的最优制备工艺,即:pH组合为pH 13和pH 8,姜黄素质量浓度为0.455 mg/mL,豌豆蛋白质量浓度为43.64 mg/mL。对最优工艺制备的PPI-Cur纳米颗粒,从粒径、ζ电位、外观形貌、紫外光谱和二级结构进行系统表征,结果显示PPI-Cur纳米颗粒的平均粒径为(254.5±9.0)nm,ζ电位为(-39.7±0.14)mV,PPI-Cur纳米颗粒体系稳定,姜黄素与豌豆蛋白之间存在络合作用,PPI-Cur纳米颗粒的二级结构发生变化,β-折叠由33.6%显著减少至25%(P<0.05),无规卷曲从23%显著增至31%(P<0.05)。研究结果为pH驱动方法制备PPI-Cur纳米复合物提供了最优工艺,也为植物蛋白基输送系统的开发应用提供了参数依据。

豌豆蛋白物理改性技术研究进展

豌豆作为一种低致敏性、高营养价值植物蛋白的重要来源,近年来受到了人们的广泛关注。然而,受自身结构和工业化制备过程影响,豌豆蛋白的溶解性、乳化性、起泡性等功能特性较差,无法满足食品市场的需求。为此,多种改性技术被开发,以改善其功能特性。本文系统性综述豌豆蛋白物理改性技术的研究进展,并展望豌豆蛋白物理改性技术的发展,为豌豆蛋白在食品工业中的应用提供依据。

豌豆蛋白对鸡肉糜热诱导凝胶品质特性与微观结构的影响

为改善鸡肉糜的凝胶性能,向其添加豌豆蛋白,研究豌豆蛋白对鸡肉糜凝胶色泽、蒸煮得率、保水性、质构、动态流变特性、微观结构、水分分布与迁移等特性的影响。结果表明,随豌豆蛋白添加量的增加,凝胶L*值、a*值下降,b*值上升;蒸煮得率呈上升趋势,但添加量为8%与12%时差异不显著(P>0.05)。添加豌豆蛋白显著提高了不易流动水T21的相对百分比,降低了其弛豫时间(P<0.05),提高了凝胶的保水性;硬度、咀嚼性均持续上升;弹性与恢复性则先升高后下降;储能模量G’的初始值和终值随豌豆蛋白添加量的增加而升高,且均高于对照(P<0.05)。豌豆蛋白最适添加量为8%,此时保水性达到最大,为96.63%;弹性与恢复性最大,分别为0.892、0.288;形成的凝胶网络结构致密均匀、高度有序,品质最好。

豌豆蛋白酶法水解及产物特性研究

为研究豌豆蛋白质酶解前后功能特性变化,利用Alcasase2.4L碱性蛋白酶对其限制性酶解,对酶解水解度动态变化、蛋白质回收率及酶解产物功能特性等方面进行研究。试验结果表明,Alcasase2.4L碱性蛋白酶能够有效酶解豌豆蛋白,蛋白质回收率可达84%,与豌豆原蛋白相比,在pH 2～12范围内,不同水解度的酶解产物溶解性均有明显改善,最高可达95%左右。5%水解度的酶解产物乳化性、乳化稳定性、起泡性和泡沫稳定性相比豌豆蛋白均较好,但随着酶解的进一步进行,其乳化和起泡特性均呈下降趋势。

豌豆蛋白水解物的分离及其抗氧化活性的研究

将豌豆蛋白用胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、风味蛋白酶、碱性蛋白酶水解0.5～6 h,用pH-Stat法测定其水解度;测定水解物的还原能力、清除自由基能力来分析豌豆蛋白水解物的抗氧化作用模式。将4 h的豌豆蛋白碱性蛋白酶水解产物采用葡聚糖凝胶G-25分离豌豆肽,测定各片段的抗氧化活性,以确定豌豆抗氧化肽的分子量。结果得出豌豆蛋白水解产物的自由基清除能力、还原能力都是随着水解时间的延长而增大。底物浓度为7%、水解4 h的豌豆蛋白水解产物与其它水解条件下的水解产物相比,具有较高的抗氧化活性。采用G-25分离豌豆肽的结果表明,抗氧化活性较高的豌豆肽的平均分子量约640Da左右,其抗氧化能力是豌豆肽原液的2倍。

豌豆蛋白对牛肉盐溶蛋白理化性质及二级结构的影响

以牛背最长肌为原料,研究豌豆蛋白对其盐溶蛋白十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate and polyacrylamide gelelectrophoresis, SDS-PAGE)、溶解度、表面疏水性、巯基、二硫键含量、乳化性等理化性质及二级结构的影响,并探讨了豌豆蛋白与盐溶蛋白凝胶形成过程中化学作用力类型。结果表明,SDS-PAGE电泳中,豌豆蛋白中的vicilin(7S)、legA和legB分别与盐溶蛋白中的肌动蛋白、肌钙蛋白T和肌钙蛋白C结合。当豌豆蛋白添加质量浓度为0.08 g/mL时,盐溶蛋白的表面疏水性上升明显(P<0.05);二硫键含量在豌豆蛋白添加浓度超过0.12 g/mL后,迅速上升(P<0.05)。随豌豆蛋白添加浓度的增加,盐溶蛋白总巯基和表面活性巯基含量下降,浊度和乳化性上升;溶解度呈先升高后下降趋势,在添加浓度为0.04 g/mL时最大。豌豆蛋白添加质量浓度与α-螺旋、表面活性巯基含量等均呈显著负相关,与β-折叠、β-转角、无规则卷曲、二硫键含量、表面疏水性等呈显著正相关;疏水相互作用是豌豆蛋白-牛肉盐溶蛋白凝胶网络结构形成中最主要化学作用力。

加热和碱性处理豌豆蛋白对其不同酶水解物抗氧化性的影响

以水解率、溶解度和抗氧化性为指标,考察7种常用蛋白酶(3种商业蛋白酶:碱性蛋白酶、风味蛋白酶、复合蛋白酶和4种纯化蛋白酶:胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶)对经过加热(90℃,5min)和碱性(pH12)处理方法所致结构展开的豌豆蛋白的酶解作用。结果表明:加热和碱性处理均能促进蛋白水解并因不同酶对溶解度产生不同的影响。两种处理方法均能有效地提高豌豆蛋白水解物的抗氧化能力。所有酶水解物的清除自由基的能力都较完整蛋白有显著提高(P<0.05)。商业蛋白酶水解物较纯化蛋白酶水解物具有更强的螯合促氧化Fe2+的能力。风味蛋白酶和复合蛋白酶水解物具有较强的抑制脂质体氧化的能力。经加热和碱性处理的风味蛋白酶水解物较未经处理的该酶水解物具有更强的抑制吐温-20稳定的大豆油水包油乳状液中过氧化物和丙二醛反应物的生成,从而进一步证明了加热和碱性处理得到的结构展开的豌豆蛋白所制备的水解物较天然蛋白制备的水解物具有更强的抗氧化能力。